Le reazioni chimiche nel suolo comportano l'ossidazione e la riduzione dei materiali esistenti.
I suoli sani si basano su acqua, ossigeno, aria e un apporto equilibrato di nutrienti. Le reazioni chimiche all'interno del suolo possono alterare la struttura fisica dei nutrienti disponibili. I processi di ossidazione e riduzione coinvolgono gli scambi di ossigeno che avvengono tra acqua e materiali inorganici. Questi cambiamenti influenzano le scorte di nutrienti disponibili.
Identificazione
I materiali del suolo sono costituiti da singoli atomi e molecole che si combinano per formare materia organica e inorganica. Se combinati con acqua, ossigeno e tra loro, questi materiali possono alterare le strutture molecolari reciproche, secondo Virginia Tech. Gli atomi e le molecole sono costituiti da protoni, neutroni ed elettroni, quindi le alterazioni nella struttura tipicamente comportano cambiamenti nel numero di elettroni di un particolare atomo. L'ossidazione e la riduzione dei suoli comportano lo scambio di elettroni che avviene tra i materiali del suolo.
Funzione
Secondo Virginia Tech, i processi di ossidazione e riduzione avvengono contemporaneamente quando un materiale o un elemento perde elettroni mentre un altro guadagna ciò che è stato perso. Di conseguenza, questi processi sono chiamati reazioni redox poiché una reazione non può verificarsi senza un'altra. In effetti, la porzione di ossidazione esegue metà della reazione mentre la porzione di riduzione esegue l'altra metà, il che rende ciascuna porzione del processo una mezza reazione. Man mano che i materiali perdono e ottengono elettroni, possono comportarsi diversamente perché le loro strutture fisiche sono state modificate.
Ossidazione e riduzione
Le reazioni chimiche che si verificano nel terreno dipendono dalla composizione fisica di ciascun materiale. Secondo Chemguide, quando si verifica una reazione di ossidazione, un materiale è considerato l'agente ossidante mentre l'altro diventa l'agente riducente. L'ossidazione comporta una perdita di elettroni, quindi un agente o materiale ossidante perderà elettroni su un altro materiale. Il materiale che riceve gli elettroni diventa l'agente riducente perché riduce il numero di elettroni dell'altro materiale. La presenza di ossigeno e acqua nel terreno può aumentare la probabilità di una reazione redox, a seconda della composizione fisica dei materiali del suolo.
Potenziale di riduzione standard
Secondo Virginia Tech, la quantità di elettroni disponibili nel suolo può determinare la probabilità di reazioni redox. Condizioni come l'elevato contenuto idrico o il suolo annesso all'acqua possono contribuire al numero di elettroni disponibili. Il potenziale di riduzione standard, o valore Eh, indica la velocità con cui avvengono gli scambi di elettroni nel suolo. Valori Eh elevati indicano che è presente un numero elevato di elettroni, mentre un valore Eh basso indica un numero basso. I terreni asciutti hanno generalmente un basso valore Eh. Questa misurazione può aiutare a determinare se un determinato ambiente del suolo può trattenere i suoi materiali nutritivi.
considerazioni
Quando i materiali si ossidano (ottengono elettroni), acquisiscono una carica che può eventualmente degradare la composizione strutturale di un materiale, secondo Virginia Tech. Questo può essere positivo o negativo, a seconda dei materiali degradati. Le reazioni redox possono essere utilizzate per eliminare gli inquinanti organici o inorganici quando gli elementi del suolo sono opportunamente abbinati per causare l'ossidazione dei materiali inquinanti. In termini di esaurimento dei nutrienti nei suoli, condizioni di saturazione o di ristagno idrico possono far sì che i materiali dei microbi esistenti esauriscano i nutrienti del suolo, poiché questi organismi si nutrono di ossigeno disponibile. Quando non è disponibile ossigeno, i microbi si impegnano in reazioni di riduzione con qualsiasi materiale disponibile.
